JP2020106937A - Numerical control device - Google Patents

Numerical control device Download PDF

Info

Publication number
JP2020106937A
JP2020106937A JP2018242960A JP2018242960A JP2020106937A JP 2020106937 A JP2020106937 A JP 2020106937A JP 2018242960 A JP2018242960 A JP 2018242960A JP 2018242960 A JP2018242960 A JP 2018242960A JP 2020106937 A JP2020106937 A JP 2020106937A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
synchronization
master
slave
command
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018242960A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
将隆 小池
Masataka Koike
将隆 小池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP2018242960A priority Critical patent/JP2020106937A/en
Priority to US16/715,611 priority patent/US20200209824A1/en
Priority to DE102019008855.7A priority patent/DE102019008855A1/en
Priority to CN201911367054.0A priority patent/CN111381564A/en
Publication of JP2020106937A publication Critical patent/JP2020106937A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/414—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/414—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller
    • G05B19/4142—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller characterised by the use of a microprocessor
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/34—Director, elements to supervisory
    • G05B2219/34013—Servocontroller
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50218—Synchronize groups of axis, spindles

Abstract

To provide a numerical control device capable of accurately synchronizing a plurality of units which are asynchronous systems.SOLUTION: A numerical control device which performs axis synchronization control between a plurality of units in a master-slave mode performs speed-based synchronization control in a predetermined section and position-based synchronization control in other sections.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、数値制御装置に関し、特に複数ユニットを精度よく同期することが可能な数値制御装置に関する。 The present invention relates to a numerical control device, and more particularly to a numerical control device capable of accurately synchronizing a plurality of units.

複数の産業用機械の位置を同期させて加工を行うシステムが広く利用されている。これはユニット間が同期であるシステムにおいて、マスタユニットからスレーブユニットへ同期情報（位置指令）を周期的に転送し、転送した同期情報を使用して動作を同期させるものである。しかしながら、ユニット間が非同期であるシステムにおいては、同期情報を使用して動作を精度良く同期させることは困難であった。 BACKGROUND Systems that perform processing by synchronizing the positions of a plurality of industrial machines are widely used. This is a system in which, in a system in which units are in synchronization, synchronization information (position command) is periodically transferred from a master unit to a slave unit, and the operation is synchronized using the transferred synchronization information. However, in a system in which units are asynchronous, it is difficult to accurately synchronize operations using synchronization information.

その理由について、図１を用いて説明する。図１は、マスタユニット（単にマスタともいう）からスレーブユニット（単にスレーブともいう）に対する同期情報の転送タイミングと、マスタ及びスレーブにおける駆動部の位置との対応関係の一例を示したチャートである。 The reason will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a chart showing an example of a correspondence relationship between a transfer timing of synchronization information from a master unit (also simply referred to as a master) to a slave unit (also simply referred to as a slave) and a position of a drive unit in the master and the slave.

通常、マスタ及びスレーブはそれぞれ所定のクロック間隔に従って同期情報の送信及び受信を実行する。ところが、ユニット間でのクロック間隔の相違や、転送ジッタ（通信タイミングのゆらぎ）の影響により、マスタ及びスレーブの通信タイミングがばらつくことがある。これは、マスタ−スレーブ間での同期精度低下の一因となる。 Normally, the master and the slave each perform transmission and reception of synchronization information according to a predetermined clock interval. However, the communication timing of the master and the slave may fluctuate due to the difference in clock interval between the units and the influence of transfer jitter (fluctuation of communication timing). This contributes to a decrease in synchronization accuracy between the master and slave.

時刻Ｔｍ１においてマスタが位置指令を生成する。マスタは、位置指令に従って自己の駆動部の位置を決定するとともに、同じ位置指令を同期情報Ｓ１としてスレーブに送信する。同期情報Ｓ１は、時刻Ｔｓ１（＞Ｔｍ１）においてスレーブにより受信され、スレーブの駆動部の位置がマスタに同期する。 At time Tm1, the master generates a position command. The master determines the position of its own drive unit in accordance with the position command and transmits the same position command to the slave as the synchronization information S1. The synchronization information S1 is received by the slave at time Ts1 (>Tm1), and the position of the drive unit of the slave is synchronized with the master.

時刻Ｔｍ２においてマスタが新たな位置指令を生成する。マスタは、新たな位置指令に従って自己の駆動部の位置を更新するとともに、同じ位置指令を同期情報Ｓ２としてスレーブに送信する。ここで、転送ジッタ等の影響により、スレーブ側の受信タイミングがＴｓ２（＜Ｔｍ２）となったとする。この場合、スレーブ側は新たな同期情報を受信できないため、駆動部の位置は従前のまま維持され、マスタとの同期ずれが発生する。なお、スレーブは、次の受信タイミングＴｓ３において同期信号Ｓ２を受信し、駆動部の位置を更新する。したがって、マスタ−スレーブ間には約１更新周期分の同期ずれが存在することになる。 At time Tm2, the master generates a new position command. The master updates the position of its own drive unit according to the new position command, and at the same time transmits the same position command to the slave as the synchronization information S2. Here, it is assumed that the reception timing on the slave side becomes Ts2 (<Tm2) due to the influence of transfer jitter or the like. In this case, since the slave side cannot receive new synchronization information, the position of the drive unit is maintained as it is and a synchronization shift with the master occurs. The slave receives the synchronization signal S2 at the next reception timing Ts3 and updates the position of the drive unit. Therefore, there is a synchronization shift of about one update cycle between the master and slave.

時刻Ｔｍ３においてマスタが新たな位置指令を生成する。マスタは、新たな位置指令に従って自己の駆動部の位置を更新するとともに、同じ位置指令を同期情報Ｓ３としてスレーブに送信する。ここで、転送ジッタ等の影響により、スレーブ側の受信タイミングがＴｓ３（＜Ｔｍ３）となったとする。この場合、スレーブ側は新たな同期情報を受信できないため、駆動部の位置は従前のまま維持され、マスタとの同期ずれが発生する。 At time Tm3, the master generates a new position command. The master updates the position of its own drive unit in accordance with the new position command, and transmits the same position command to the slave as the synchronization information S3. Here, it is assumed that the reception timing on the slave side becomes Ts3 (<Tm3) due to the influence of transfer jitter or the like. In this case, since the slave side cannot receive new synchronization information, the position of the drive unit is maintained as it is and a synchronization shift with the master occurs.

時刻Ｔｍ４においてマスタが新たな位置指令を生成する。マスタは、新たな位置指令に従って自己の駆動部の位置を更新するとともに、同じ位置指令を同期情報Ｓ４としてスレーブに送信する。今回、スレーブ側の受信タイミングはＴｓ４（＞Ｔｍ４）であり、Ｔｓ４においてスレーブは同期信号Ｓ４を受信する。なお、Ｔｓ４においてスレーブは同期信号Ｓ３も受信するが、より新しい同期信号Ｓ４に従って同期する。このような大きな位置の変動は、振動の原因となることがある。 At time Tm4, the master generates a new position command. The master updates the position of its own drive unit according to the new position command, and at the same time transmits the same position command to the slave as the synchronization information S4. This time, the reception timing on the slave side is Ts4 (>Tm4), and at Ts4, the slave receives the synchronization signal S4. Although the slave also receives the synchronization signal S3 at Ts4, it synchronizes according to the newer synchronization signal S4. Such a large position variation may cause vibration.

このように、位置ベースの同期を行う従来技術では、非同期であるユニット間で同期情報をやり取りして同期を行おうとすると、マスタ−スレーブ間で転送される同期情報の更新タイミングのずれや変動により、一時的に同期ずれが生じることがある。同期ずれはやがて解消され得るが、その際に振動が発生するおそれがある。 As described above, in the conventional technology for performing position-based synchronization, when synchronization information is exchanged between asynchronous units and synchronization is attempted, the update timing of the synchronization information transferred between the master and the slave may be shifted or fluctuated. , Desynchronization may occur temporarily. Although the synchronization loss can be resolved soon, vibration may occur at that time.

一方、図２に示すように、位置ベースではなく、速度ベースで同期を行うことも可能である。図２の例では、図１の位置指令Ｓに代えて、速度指令Ｖ（Ｖ１，Ｖ２，・・・）を同期情報としてマスタユニットからスレーブユニットへ周期的に転送する。速度ベースで同期を行うことで、位置を無理に合わせこむことがなくなるため、位置ベースの同期に比べ同期制御時の振動を抑えることが可能である。しかし、速度ベースの同期では位置の同期誤差（位置ずれ）を解消できないという問題が生じる。 On the other hand, as shown in FIG. 2, it is possible to perform synchronization on the basis of velocity instead of position. In the example of FIG. 2, instead of the position command S of FIG. 1, the speed command V (V1, V2,...) Is periodically transferred from the master unit to the slave unit as synchronization information. By performing the synchronization based on the speed, it is possible to prevent the position from being forcibly adjusted, and thus it is possible to suppress the vibration during the synchronization control as compared with the synchronization based on the position. However, speed-based synchronization causes a problem in that a position synchronization error (positional deviation) cannot be eliminated.

特許文献１には、所定の区間ではマスタ−スレーブモードで速度指令に基づく同期制御を行い、当該区間以外ではマスタ−スレーブモードを解消して各ユニットに並列に位置指令を入力することにより位置を同期させる制御装置が記載されている。 In Patent Document 1, synchronous control based on a speed command is performed in a master-slave mode in a predetermined section, and the master-slave mode is canceled and a position command is input in parallel to each unit in a section other than the section to determine the position. A control device for synchronizing is described.

特開平１０−２７７７９１号公報JP 10-277791 A

しかしながら、特許文献１記載の発明は、同一のユニット内での同期を前提としており、上記したような非同期であるユニット間での同期情報を用いた同期を精度良く行うという課題に対する解決策を提案するものではない。また、特許文献１記載の発明では、速度指令をマスタユニットに入力する構成に加え、位置指令を各ユニットに並列に入力するための上位指令装置等の構成が必要となり、ハードウェア構成が複雑化する。 However, the invention described in Patent Document 1 is premised on synchronization within the same unit, and proposes a solution to the problem of accurately performing synchronization using synchronization information between units that are asynchronous as described above. Not something to do. In addition, in the invention described in Patent Document 1, in addition to the configuration for inputting the speed command to the master unit, a configuration such as a host command device for inputting the position command in parallel to each unit is required, and the hardware configuration becomes complicated. To do.

そこで、非同期のシステムである複数ユニットを精度よく同期することが可能な数値制御装置が望まれている。 Therefore, a numerical control device capable of accurately synchronizing a plurality of units, which is an asynchronous system, is desired.

本発明の一実施形態にかかる数値制御装置は、マスタ−スレーブモードにおいて非同期システムである複数ユニット間での軸同期制御を行う数値制御装置であって、所定の区間においては速度に基づく同期制御を行い、その他の区間では位置に基づく同期制御を行う。
本発明の一実施形態にかかる数値制御装置は、マスタ−スレーブモードにおいてスレーブユニットを同期させるマスタユニットの数値制御装置であって、所定の区間においては速度に基づく同期信号を前記スレーブユニットに送信し、その他の区間では位置に基づく同期信号を前記スレーブユニットに送信する同期信号送信部を備える。
本発明の一実施形態にかかる数値制御装置は、マスタ−スレーブモードにおいてマスタユニットに同期するスレーブユニットの数値制御装置であって、所定の区間においては速度に基づく同期信号を前記マスタユニットから受信し、その他の区間では位置に基づく同期信号を前記マスタユニットから受信する同期信号受信部と、前記同期信号に応じてサーボモータを駆動するサーボモータ制御部と、を有する。 A numerical control device according to an embodiment of the present invention is a numerical control device that performs axis synchronous control between a plurality of units that are asynchronous systems in a master-slave mode, and performs synchronous control based on speed in a predetermined section. In other sections, position-based synchronization control is performed.
A numerical controller according to an embodiment of the present invention is a numerical controller for a master unit that synchronizes slave units in a master-slave mode, and transmits a synchronization signal based on speed to the slave units in a predetermined section. In other sections, a synchronization signal transmission unit that transmits a position-based synchronization signal to the slave unit is provided.
A numerical controller according to an embodiment of the present invention is a numerical controller for a slave unit that synchronizes with a master unit in a master-slave mode, and receives a synchronization signal based on speed from the master unit in a predetermined section. In other sections, it has a synchronization signal receiving unit that receives a synchronization signal based on the position from the master unit, and a servo motor control unit that drives a servo motor according to the synchronization signal.

本発明の一態様により、非同期のシステムである複数ユニットを精度よく同期することが可能な数値制御装置を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a numerical control device capable of accurately synchronizing a plurality of units which are asynchronous systems.

従来のマスタ−スレーブモードにおける位置ベースの同期制御を説明する図である。It is a figure explaining the position-based synchronous control in the conventional master-slave mode. 従来のマスタ−スレーブモードにおける速度ベースの同期制御を説明する図である。It is a figure explaining speed-based synchronous control in the conventional master-slave mode. 数値制御装置Ｍ１及び数値制御装置Ｓ１のハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of numerical control apparatus M1 and numerical control apparatus S1. 数値制御装置Ｍ１及び数値制御装置Ｓ１の機能構成を示す図である。It is a figure which shows the function structure of numerical control apparatus M1 and numerical control apparatus S1. 数値制御装置Ｍ１及び数値制御装置Ｓ１の動作を示す図である。It is a figure which shows operation|movement of numerical control apparatus M1 and numerical control apparatus S1. 本発明の一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of this invention.

図３は、実施の形態にかかる数値制御装置Ｍ１及び数値制御装置Ｓ１の要部を示す概略的なハードウェア構成図である。数値制御装置Ｍ１及び数値制御装置Ｓ１は、いずれも産業用機械（以下、単に機械ともいう。典型的には図６に示すようなプレス機械等が含まれる）の制御を行う装置であるが、数値制御装置Ｍ１が制御対象とする機械はマスタ−スレーブモードにおいてマスタユニットとして動作し、数値制御装置Ｓ１が制御対象とする機械はマスタ−スレーブモードにおいてスレーブユニットとして動作する。 FIG. 3 is a schematic hardware configuration diagram showing a main part of the numerical control device M1 and the numerical control device S1 according to the embodiment. Each of the numerical control device M1 and the numerical control device S1 is a device that controls an industrial machine (hereinafter, also simply referred to as a machine, typically including a press machine as shown in FIG. 6). The machine controlled by the numerical control device M1 operates as a master unit in the master-slave mode, and the machine controlled by the numerical control device S1 operates as a slave unit in the master-slave mode.

数値制御装置Ｍ１及び数値制御装置Ｓ１はそれぞれ、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４、バス１０、軸制御回路１６、サーボアンプ１７、インタフェース１８を有する。数値制御装置Ｍ１には、マスタユニットのサーボモータ５０、及び入出力装置６０が接続される。数値制御装置Ｓ１には、スレーブユニットのサーボモータ５０、及び入出力装置６０が接続される。 Each of the numerical control device M1 and the numerical control device S1 has a CPU 11, a ROM 12, a RAM 13, a non-volatile memory 14, a bus 10, an axis control circuit 16, a servo amplifier 17, and an interface 18. The servo motor 50 of the master unit and the input/output device 60 are connected to the numerical controller M1. The servo motor 50 of the slave unit and the input/output device 60 are connected to the numerical controller S1.

ＣＰＵ１１は、数値制御装置Ｍ１又は数値制御装置Ｓ１を全体的に制御するプロセッサである。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納されたシステム・プログラムをバス１０を介して読み出し、システム・プログラムに従って数値制御装置Ｍ１又は数値制御装置Ｓ１全体を制御する。 The CPU 11 is a processor that totally controls the numerical control device M1 or the numerical control device S1. The CPU 11 reads the system program stored in the ROM 12 via the bus 10 and controls the numerical control device M1 or the numerical control device S1 as a whole according to the system program.

ＲＯＭ１２は、例えば機械の各種制御を実行するためのシステム・プログラムを予め格納している。 The ROM 12 stores in advance system programs for executing various controls of the machine, for example.

ＲＡＭ１３は、一時的な計算データや表示データ、入出力装置６０を介してオペレータが入力したデータやプログラム等を一時的に格納する。 The RAM 13 temporarily stores temporary calculation data, display data, data input by the operator via the input/output device 60, programs, and the like.

不揮発性メモリ１４は、例えば図示しないバッテリでバックアップされており、数値制御装置Ｍ１又は数値制御装置Ｓ１の電源が遮断されても記憶状態を保持する。不揮発性メモリ１４は、入出力装置６０から入力されるデータやプログラム等を格納する。不揮発性メモリ１４に記憶されたプログラムやデータは、実行時及び利用時にはＲＡＭ１３に展開されても良い。 The nonvolatile memory 14 is backed up by, for example, a battery (not shown), and retains the storage state even when the power supply of the numerical control device M1 or the numerical control device S1 is cut off. The non-volatile memory 14 stores data, programs, etc. input from the input/output device 60. The programs and data stored in the non-volatile memory 14 may be expanded in the RAM 13 at the time of execution and use.

軸制御回路１６は、機械の動作軸を制御する。軸制御回路１６は、ＣＰＵ１１が出力する軸の移動指令量を受けて、動作軸の移動指令をサーボアンプ１７に出力する。 The axis control circuit 16 controls the operation axis of the machine. The axis control circuit 16 receives the movement command amount of the axis output from the CPU 11, and outputs the movement command of the operating axis to the servo amplifier 17.

サーボアンプ１７は、軸制御回路１６が出力する軸の移動指令を受けて、マスタユニットのサーボモータ５０を駆動する。 The servo amplifier 17 receives the axis movement command output from the axis control circuit 16 and drives the servo motor 50 of the master unit.

サーボモータ５０は、サーボアンプ１７により駆動されて機械の動作軸を動かす。本実施の形態では、主軸移動はサーボモータ５０により行われる。サーボモータ５０は、典型的には位置・速度検出器を内蔵する。位置・速度検出器は位置・速度フィードバック信号を出力し、この信号が軸制御回路１６にフィードバックされることで、位置・速度のフィードバック制御が行われる。 The servo motor 50 is driven by the servo amplifier 17 to move the operation axis of the machine. In the present embodiment, the spindle motor is moved by the servomotor 50. The servo motor 50 typically incorporates a position/speed detector. The position/speed detector outputs a position/speed feedback signal, and this signal is fed back to the axis control circuit 16 to perform position/speed feedback control.

なお、マスタ−スレーブモードにおいては、マスタユニットの位置・速度フィードバック信号が、数値制御装置Ｓ１の軸制御回路１６に入力され、スレーブユニットのサーボモータ５０の位置指令又は速度指令として用いられる。 In the master-slave mode, the position/speed feedback signal of the master unit is input to the axis control circuit 16 of the numerical controller S1 and used as the position command or speed command of the servo motor 50 of the slave unit.

入出力装置６０は、ディスプレイやハードウェアキー等を備えたデータ入出力装置であり、典型的にはＭＤＩ又は操作盤である。入出力装置６０は、インタフェース１８を介してＣＰＵ１１から受けた情報をディスプレイに表示する。入出力装置６０は、ハードウェアキー等から入力された指令やデータ等をインタフェース１８を介してＣＰＵ１１に渡す。 The input/output device 60 is a data input/output device equipped with a display, hardware keys, etc., and is typically an MDI or operation panel. The input/output device 60 displays the information received from the CPU 11 via the interface 18 on the display. The input/output device 60 passes commands, data, etc. input from a hardware key or the like to the CPU 11 via the interface 18.

図４は、数値制御装置Ｍ１及び数値制御装置Ｓ１のマスタ−スレーブモードにおける特徴的な機能構成を示すブロック図である。数値制御装置Ｍ１は、同期信号送信部１０２、サーボモータ制御部１０３、指令生成部１０４を有する。数値制御装置Ｓ１は、同期モード制御部２０１、同期信号受信部２０２、サーボモータ制御部２０３、指令生成部２０４を有する。 FIG. 4 is a block diagram showing characteristic functional configurations of the numerical control device M1 and the numerical control device S1 in the master-slave mode. The numerical controller M1 includes a synchronization signal transmitter 102, a servo motor controller 103, and a command generator 104. The numerical controller S1 includes a synchronization mode control unit 201, a synchronization signal reception unit 202, a servo motor control unit 203, and a command generation unit 204.

同期信号送信部１０２は、同期制御に必要な同期信号として、スレーブユニットが（速度を基準値とする）速度ベースの同期制御と（位置を基準値とする）位置ベースの同期制御とを切り替えながら行う同期制御方式を取る場合には、速度指令（マスタユニットのサーボモータ５０からの速度フィードバック信号）及び速度指令（マスタユニットのサーボモータ５０からの速度フィードバック信号）をスレーブユニットの同期信号受信部２０２に送信する。同期信号送信部１０２が送信する同期信号は、スレーブユニットで用いられる同期制御方式に応じて適宜変更してよく、例えば、スレーブユニットにおいて（トルクを基準値とする）トルクベースの同期制御が用いられる場合はトルク指令、（圧力を基準値とする）圧力ベースの同期制御が用いられる場合は圧力指令を送信するようにしても良い。 The synchronization signal transmission unit 102 uses a synchronization signal required for synchronization control while the slave unit switches between speed-based synchronization control (with reference to speed) and position-based synchronization control (with reference to position). In the case of adopting the synchronous control method of performing, the speed command (speed feedback signal from the servo motor 50 of the master unit) and the speed command (speed feedback signal from the servo motor 50 of the master unit) are used as the synchronization signal receiving unit 202 of the slave unit. Send to. The synchronization signal transmitted by the synchronization signal transmission unit 102 may be appropriately changed according to the synchronization control method used in the slave unit. For example, in the slave unit, torque-based synchronization control (using torque as a reference value) is used. In this case, the torque command may be transmitted, and if pressure-based synchronous control (using pressure as a reference value) is used, the pressure command may be transmitted.

指令生成部１０４は、加工プログラムに記述された指令等に応じた制御指令（速度指令、位置指令、トルク指令、圧力指令等）を生成し、サーボモータ制御部１０３に送信する。 The command generation unit 104 generates a control command (speed command, position command, torque command, pressure command, etc.) according to a command described in the machining program, and transmits the control command to the servo motor control unit 103.

サーボモータ制御部１０３は、指令生成部１０４から受信した制御指令（速度指令、位置指令、トルク指令、圧力指令等）に応じてマスタユニットのサーボモータ５０を駆動する。 The servo motor control unit 103 drives the servo motor 50 of the master unit according to the control command (speed command, position command, torque command, pressure command, etc.) received from the command generation unit 104.

同期モード制御部２０１は、スレーブユニットをマスタユニットに同期させる方式（速度ベース、位置ベース、トルクベース又は圧力ベース等）を決定する、スレーブユニット側の処理部である。本実施の形態では、同期モード制御部２０１は、スレーブユニットの軸位置（図６に示すようなプレス機械であればＺ座標）に応じて同期制御方式を変更する。例えば、プレス加工においてより高い精度が求められる下死点近傍の区間では速度ベースの同期制御、その他の区間では位置ずれを解消するために位置ベースの同期制御を行う。なお、位置ずれ解消のための同期制御（位置ベースの同期制御）は、プレス中（下死点近傍の区間）を除き任意のタイミングで行って良い。例えば、プレス前のスライド下降中（往路）だけでも良く、プレス後のスライド上昇中（復路）だけでも良く、又は往路及び復路の両方で行っても良い。同期制御方式を決定する際の軸位置の閾値（又は範囲）は、固定値として与えられてもよく、何らかの演算によって決定されても良い。 The synchronization mode control unit 201 is a processing unit on the slave unit side that determines a method (speed base, position base, torque base, pressure base, or the like) for synchronizing the slave unit with the master unit. In the present embodiment, the synchronization mode control unit 201 changes the synchronization control method according to the axis position of the slave unit (Z coordinate in the case of a press machine as shown in FIG. 6). For example, speed-based synchronization control is performed in the section near the bottom dead center where higher precision is required in press working, and position-based synchronization control is performed in other sections to eliminate positional deviation. Note that the synchronous control (position-based synchronous control) for eliminating the positional deviation may be performed at any timing except during pressing (section near the bottom dead center). For example, it may be performed only during the slide descending before the press (outward), only during the slide ascending after the press (return), or both during the outward and return. The threshold value (or range) of the axis position when determining the synchronous control method may be given as a fixed value or may be determined by some calculation.

なお、同期モード制御部２０１は、同期制御方式の切り替え位置又はタイミングを軸位置以外の種々の情報に基づいて決定しても良い。例えば、外部信号（遮断センサの出力信号等）が入力されたタイミングで、同期制御方式を切り替えても良い。又は、所定の基準時刻（加工軸が所定の基準位置から動き出した時刻等）からの経過時間に応じて、同期制御方式を切り替えても良い。経過時間の長さは固定値として与えられてもよく、何らかの演算によって決定されても良い。 The synchronization mode control unit 201 may determine the switching position or timing of the synchronization control method based on various information other than the axis position. For example, the synchronization control method may be switched at the timing when an external signal (output signal of the cutoff sensor or the like) is input. Alternatively, the synchronous control method may be switched according to the elapsed time from a predetermined reference time (a time when the machining axis starts to move from a predetermined reference position). The length of elapsed time may be given as a fixed value or may be determined by some calculation.

同期信号受信部２０２は、同期信号送信部１０２から送信される同期信号（速度指令、位置指令、トルク指令、圧力指令等）を受信する、スレーブユニット側の処理部である。同期信号受信部２０２は、受信した同期信号を指令生成部２０４に出力する。 The synchronization signal reception unit 202 is a processing unit on the slave unit side that receives the synchronization signals (speed command, position command, torque command, pressure command, etc.) transmitted from the synchronization signal transmission unit 102. The synchronization signal receiver 202 outputs the received synchronization signal to the command generator 204.

指令生成部２０４は、同期信号受信部２０２から受信した同期信号を、制御指令としてサーボモータ制御部２０３に送信する。 The command generation unit 204 transmits the synchronization signal received from the synchronization signal reception unit 202 to the servo motor control unit 203 as a control command.

サーボモータ制御部２０３は、指令生成部２０４から受信した制御指令（速度指令、位置指令、トルク指令、圧力指令等）に応じてスレーブユニットのサーボモータ５０を駆動する。 The servo motor control unit 203 drives the servo motor 50 of the slave unit according to the control command (speed command, position command, torque command, pressure command, etc.) received from the command generation unit 204.

図５は、本実施の形態にかかる数値制御装置Ｍ１及び数値制御装置Ｓ１によるマスタ−スレーブモードの動作を示すチャートである。数値制御装置Ｍ１及び数値制御装置Ｓ１は、下死点前後の所定区間において速度ベースの同期制御を行い、他の区間において位置ベースの同期制御を行う。１サイクル目の冒頭、スライド下降中の位置ベースの同期制御区間においては、マスタユニットとスレーブユニットとの間の位置ずれは極めて小さい。続く速度ベースの同期制御区間においては、幾らかの位置ずれが発生する。その代わりに、位置ずれの解消の際に生じうる振動が抑制される。この区間はプレスの実行中にあたり、振動抑制により高精度なプレス加工が可能となる。１サイクル目の後段、プレス実行後のスライド上昇中にあたる位置ベースの同期制御区間においては、位置ずれが徐々に解消されて位置の同期状態が回復される。以下、サイクルごとに同様の制御が繰り返される。 FIG. 5 is a chart showing the operation in the master-slave mode by the numerical control device M1 and the numerical control device S1 according to the present embodiment. The numerical control devices M1 and S1 perform speed-based synchronization control in a predetermined section before and after bottom dead center and position-based synchronization control in other sections. At the beginning of the first cycle, in the position-based synchronous control section during the slide descent, the positional deviation between the master unit and the slave unit is extremely small. In the following velocity-based synchronous control section, some displacement occurs. Instead, vibration that may occur when the positional displacement is eliminated is suppressed. This section corresponds to the execution of the press, and it is possible to perform highly accurate press working by suppressing the vibration. In the second stage of the first cycle, in the position-based synchronization control section corresponding to the slide ascending after the press execution, the position deviation is gradually eliminated and the position synchronization state is restored. Hereinafter, similar control is repeated for each cycle.

本実施の形態によれば、ユニット間が非同期であるシステムにおいて、目的に応じて同期制御方式を切り替えることにより、高い加工精度と位置ずれの抑制とを両立させることが可能である。具体的には、プレス加工の下死点近傍等においては速度ベースの同期制御を行うことで、振動による加工精度の悪化を抑制できる。また、スライドの上昇又は下降中に位置ベースの同期制御を行うことで、位置の同期誤差の累積を抑制できる。 According to the present embodiment, in a system in which the units are asynchronous, by switching the synchronous control method according to the purpose, it is possible to achieve both high processing accuracy and suppression of misalignment. Specifically, by performing speed-based synchronous control in the vicinity of the bottom dead center of the press working, it is possible to suppress deterioration of the working accuracy due to vibration. Further, by performing position-based synchronization control while the slide is moving up or down, accumulation of position synchronization error can be suppressed.

なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の趣旨を損なわない限り適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施形態では主にプレス機における同期制御を例として記載したが、本発明の適用範囲はプレス機に限るものではなく、動力伝達機構を介してモータによって駆動される軸を有する任意の産業機械や搬送装置等にも適用可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and can be appropriately modified without impairing the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the synchronous control in the press machine is mainly described as an example, but the scope of application of the present invention is not limited to the press machine, and an arbitrary shaft having a shaft driven by a motor via a power transmission mechanism can be used. It can also be applied to industrial machines, conveyors, etc.

また、上述の実施の形態では、スレーブユニットが１つである場合を例として主に説明したが、本発明はこれに限定されず、図６に示すようにスレーブユニットが複数である場合にも適用可能である。 Further, in the above-described embodiment, the case where the number of slave units is one has been mainly described, but the present invention is not limited to this, and even when there are a plurality of slave units as shown in FIG. Applicable.

Ｍ１，Ｓ１ 数値制御装置
１０ バス
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ 不揮発性メモリ
１８ インタフェース
６０ 入出力装置
１０２ 同期信号送信部
１０３ サーボモータ制御部
１０４ 指令生成部
２０１ 同期モード制御部
２０２ 同期信号受信部
２０３ サーボモータ制御部
２０４ 指令生成部 M1, S1 Numerical control device 10 Bus 11 CPU
12 ROM
13 RAM
14 Non-volatile memory 18 Interface 60 Input/output device 102 Synchronous signal transmission unit 103 Servo motor control unit 104 Command generation unit 201 Synchronous mode control unit 202 Synchronous signal reception unit 203 Servo motor control unit 204 Command generation unit

Claims (4)

マスタ−スレーブモードにおいて、非同期システムである複数ユニット間での軸同期制御を行う数値制御装置であって、
所定の区間においては所定の基準値に基づく同期制御を行い、その他の区間では他の基準値に基づく同期制御を行う
数値制御装置。 In a master-slave mode, a numerical controller that performs axis synchronization control between a plurality of units that are asynchronous systems,
A numerical control device that performs synchronization control based on a predetermined reference value in a predetermined section and performs synchronization control based on another reference value in other sections. 所定の区間においては速度に基づく同期制御を行い、その他の区間では位置に基づく同期制御を行う
請求項１記載の数値制御装置。 The numerical control device according to claim 1, wherein synchronous control based on speed is performed in a predetermined section, and synchronous control based on position is performed in other sections. マスタ−スレーブモードにおいてスレーブユニットを同期させるマスタユニットの数値制御装置であって、
前記スレーブユニットで用いられる複数種類の基準値を同期信号として前記スレーブユニットに送信する同期信号送信部を備える
数値制御装置。 A numerical controller of a master unit for synchronizing a slave unit in a master-slave mode,
A numerical control device comprising: a synchronization signal transmission unit that transmits a plurality of types of reference values used in the slave unit as synchronization signals to the slave unit. マスタ−スレーブモードにおいてマスタユニットに同期するスレーブユニットの数値制御装置であって、
複数種類の基準値を含む同期信号を前記マスタユニットから受信する同期信号受信部と、
所定の区間においては前記同期信号に含まれる所定の基準値に基づいてサーボモータを駆動し、その他の区間では前記同期信号に含まれる他の基準値に基づいてサーボモータを駆動するサーボモータ制御部と、を有する
数値制御装置。 A numerical controller of a slave unit that synchronizes with a master unit in a master-slave mode,
A synchronization signal receiving unit that receives a synchronization signal including a plurality of types of reference values from the master unit,
A servo motor control unit that drives a servo motor based on a predetermined reference value included in the synchronization signal in a predetermined section, and drives a servo motor based on another reference value included in the synchronization signal in other sections. And a numerical control device having.
JP2018242960A 2018-12-26 2018-12-26 Numerical control device Pending JP2020106937A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018242960A JP2020106937A (en) 2018-12-26 2018-12-26 Numerical control device
US16/715,611 US20200209824A1 (en) 2018-12-26 2019-12-16 Numerical controller
DE102019008855.7A DE102019008855A1 (en) 2018-12-26 2019-12-19 Numerical control
CN201911367054.0A CN111381564A (en) 2018-12-26 2019-12-26 Numerical controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018242960A JP2020106937A (en) 2018-12-26 2018-12-26 Numerical control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020106937A true JP2020106937A (en) 2020-07-09

Family

ID=71079743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018242960A Pending JP2020106937A (en) 2018-12-26 2018-12-26 Numerical control device

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20200209824A1 (en)
JP (1) JP2020106937A (en)
CN (1) CN111381564A (en)
DE (1) DE102019008855A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007219642A (en) * 2006-02-14 2007-08-30 Fanuc Ltd Control system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3853908B2 (en) 1997-03-31 2006-12-06 株式会社小松製作所 Multi-point servo press controller
WO2000039646A1 (en) * 1998-12-24 2000-07-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Numerical control device
JP2008225533A (en) * 2007-03-08 2008-09-25 Fanuc Ltd Servo controller
JP6325488B2 (en) * 2015-06-30 2018-05-16 ファナック株式会社 Numerical control device that operates with tabular data

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007219642A (en) * 2006-02-14 2007-08-30 Fanuc Ltd Control system

Also Published As

Publication number Publication date
CN111381564A (en) 2020-07-07
US20200209824A1 (en) 2020-07-02
DE102019008855A1 (en) 2020-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI466434B (en) System for control electric motor and communication method
JP5314110B2 (en) Motor controller for synchronous control of master axis and slave axis
JP3945403B2 (en) Servo motor drive control system
CN106406223B (en) Real-time interference confirmation system for machine tool and robot
JP5123050B2 (en) System including robot and press machine, system including a plurality of robots, and control device for robot used in such system
JP2001027904A (en) Numerical control system
JP4044105B2 (en) Numerical control device having function of switching operation means for each system
JP2019101480A (en) Control device and control method
JP2006350768A (en) Motion control system
JP2014191727A (en) Synchronization control device for synchronizing two shafts with each other
JP2020106937A (en) Numerical control device
JP4980292B2 (en) Numerical control system that communicates with multiple amplifiers at different communication cycles
JP4487522B2 (en) Motor drive device
JP6320162B2 (en) Development support apparatus, development support method, and development support program
US20050265800A1 (en) Numerical controller
JP4436809B2 (en) Laser processing system
JP2006285752A (en) Synchronous control method and synchronous control device between two shaft
JP6762437B1 (en) Multi-axis control system, multi-axis control method and multi-axis control program
KR100777928B1 (en) Method of speed synchronization using PLC
JP4494702B2 (en) Printing machine drive system
JP6629817B2 (en) Control system and motor control method
CN113632036A (en) Control device
US20170199504A1 (en) Motion controller
JP2022011864A (en) Numerical controller, control method of numerical controller, and machine tool
CN117321514A (en) System and control device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200513

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210330

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210406

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20211109